SMED is een afkorting die staat voor Single Minute Exchange of Die.23 Letterlijk betekend dit dat er binnen één minuut een mal is vervangen. Het SMED is
gestart bij Toyota in de automobielindustrie, hierbij werd getracht om het veranderen van mal voor de carrosserie binnen een minuut te doen. Door verbeteringen aan de machine en goed te kijken naar verschillende onderdelen van het ombouwen is de omsteltijd ver omlaag gebracht. Door de omsteltijden van machines omlaag te brengen kan de efficiëntie van de machine ver omhoog gebracht worden. Hiermee kan dus de OEE, Overal Equipment Effectiveness, verbeterd worden. Het verhogen van de OEE is een belangrijk doel voor organisaties die werken met TPM of een strategie die hier op lijkt.
Waarom SMED?
Dit verslag is opgesteld in het kader van het vak Maintenance binnen de minor Continu Verbeteren. In dit verslag is gekozen voor het onderwerp OEE, dit omdat het een goede manier is om te zien of heel de productie goed draait. Wanneer de OEE verbeterd moet worden kunnen een aantal punten aangepakt worden, dit zijn bijvoorbeeld de omsteltijden. Binnen veel bedrijven zijn omsteltijden een belangrijk aandachtspunt. Een voorbeeld van zo’n bedrijf is de Heineken brouwerij in ’s-
Hertogenbosch. Hier worden, in tegenstelling tot bijvoorbeeld de brouwerij in Zoeterwoude, veel verschillende soorten bier gebrouwen en gebotteld. Hierdoor zijn omsteltijden een groot probleem binnen de brouwerij.
Niet alleen bij een organisatie als Heineken ’s-Hertogenbosch, dat altijd al veel bezig is geweest met omstellen, is het ombouwen belangrijk. In de huidige wereld eisen de klanten steeds meer
flexibiliteit, waardoor het ombouwen van het machinepark een steeds belangrijker onderdeel wordt van bedrijfsvoering. Om te voldoen aan de eis van flexibiliteit moeten bedrijven kleinere orders produceren en dus ook vaker ombouwen. SMED komt hier goed van pas voor steeds meer bedrijven. Het is dus een goed onderwerp om nader te bekijken wanneer er meer over TPM gelezen moet worden.
Om de OEE van de machines te verhogen zijn er vele SMED-trajecten gedaan bij Heineken in ’s- Hertogenbosch. Onder andere door deze maatregelen heeft de brouwerij het voor elkaar gekregen om een zeer hoge OEE op hun verpakkingsafdeling te realiseren. Voordat de brouwerij TPM
ingevoerd heeft in hun proces werden ze bijna gesloten. Door enkel invoering van TPM, waar de OEE een groot onderdeel van was, zijn ze weer een goed lopende brouwerij geworden. Volgens hen zelf zijn de omsteltijden hier een belangrijk onderdeel van, voornamelijk omdat er zo vaak omgesteld dient te worden.
Samenvattend is te zeggen dat, om de OEE te verhogen, goede SMED trajecten nodig zijn. Dit is voornamelijk het geval bij bedrijven die vaak moeten ombouwen. Wanneer een bedrijf slechts één of
23 College Maintenance Ron Dolstra les 3
Mars Nederland Lean lijn 12 Avans Hogeschool
88 enkele producten heeft, en niet vaker dan één keer in de maand hoeven om te bouwen, zal SMED niet de prioriteit hebben. Veel bedrijven moeten echter vaker omstellen en hebben hier veel last van. Door SMED in te voeren kunnen deze omsteltijden onder controle gehouden worden en de
efficiëntie van het machinepark verbeterd worden.
Single Minute Exchange of Die
GeschiedenisSMED is ontstaan in Japan in de automobielindustrie van Toyota. Deze industrie is de oorsprong van vele bedrijfskundige principes, hiervan is SMED één van de belangrijke ideeën. De bedenker van het SMED principe is Shigeo Shingo een van de belangrijke mannen bij Toyota24. Hij leefde van 1909 tot 1990 en was het grootste deel van zijn leven werkzaam bij
Toyota. In zijn tijd was hij een van de belangrijkste experts op het gebied van kwaliteitssystemen. Hier heeft hij zijn leven gegeven aan het
ontwikkelen van het Toyota Productie Systeem, TPS, waaruit onder andere TPM is voortgekomen.
TPS is grotendeels ontworpen door de oprichter van Toyota, Sakichi Toyoda, zijn zoon Kiichiro Toyoda en ingenieur Taiichi Ohno25. Het systeem werd echter verder uitgewerkt door Shigeo Shingo die zaken als SMED en Poka Yoke toe heeft gevoegd. Poka Yoke is het, op een zodanige manier ontwerpen van een systeem, dat het haast onmogelijk is om fouten te maken (foolproof)26. Hiermee heeft hij ervoor gezorgd dat het door Toyoda opgezette systeem één van de beste bedrijfskundige systemen ter wereld werd. Door het TPS heeft Toyota zijn kosten flink weten te reduceren en is het tot de top 10 van grootste bedrijven ter wereld geklommen.
Wat is SMED?
Zoals al eerder aangegeven is, is SMED een methode om het omstellen van machines te verkorten. De methode wordt weergegeven als een proces bestaande uit 7 stappen. Soms wordt er in plaats van de 7 stappen ook een proces met 4 stappen weergegeven27, dit is een verkorte versie van SMED waarin verschillende stappen zijn samengevoegd. Ook over de 7 stappen zijn niet alle bronnen het eens op de volgende pagina zijn 2 verschillende stappenplannen te zien, beide zijn ze afkomstig uit andere bronnen. De stappen lijken erg op elkaar, maar er zit toch wezenlijk verschil tussen beide methodes. Dit verschil wordt uitgelegd onder de stappenplannen.
7 Stappenplan nummer 128 24 http://nl.wikipedia.org/wiki/Shigeo_Shingo 25 http://nl.wikipedia.org/wiki/Lean_production 26 http://nl.wikipedia.org/wiki/Poka_yoke 27 http://www.leanwoordenboek.nl/woord/SMED 28 http://leanman.hubpages.com/hub/SMED
Figuur 35 Shigeo Shingo, bedenker van SMED
Figuur 36 Sakichi Toyoda, oprichter van Toyota en bedenker van TPS
Mars Nederland Lean lijn 12 Avans Hogeschool
89 8. Separate Internal and External Setup Activities
9. Standardise External Setup Activities
10. Convert Internal to External changeover activities 11. Improve Internal changeover Activities
12. Improve External Setup Activities 13. Mechanization of setup
14. Eliminate Changeover
7 Stappenplan nummer 229
1. Observe the current process
2. Categorize INTERNAL and EXTERNAL activities
3. When possible convert Internal activities into External activities 4. Make the remaining internal activities flow
5. Similar to step 4 we also need to optimize the external activities 6. Document the new procedure so it is repeatable and reproducible 7. Pursue perfection
Stappenplan nummer 1 uitgelegd
Om het SMED-proces uit te leggen beginnen we bij het eerste stappenplan. De eerste stap hierin is het scheiden van de interne en de externe activiteiten. Interne stappen zijn de activiteiten die enkel uitgevoerd kunnen worden wanneer de machine uitgezet is. Dit kan zijn om technische redenen, maar vaak zijn het ook veiligheidsredenen waarom een activiteit niet uitgevoerd mag worden terwijl de machine draait. Tijdens deze eerste stap moet een lijst opgesteld worden waarin alle handelingen van het ombouwen geregistreerd zijn. Bij al deze handelingen moet afgevraagd worden of ze intern of extern zijn en dit moet ook op de lijst geregistreerd worden (zie figuur 38).
De tweede stap is het standaardiseren van de externe
activiteiten. Deze activiteiten kunnen gedaan worden wanneer de machine nog draait, dus moeten ze ook als eerste uitgevoerd worden, als een voorbereiding op het omstelproces. Het doel van deze tweede stap is om ervoor te zorgen dat iedereen de voorbereidingen op dezelfde manier doet; de meest efficiënte. Belangrijk hierbij is dat alle benodigde materialen aanwezig zijn en op de meest logische plek liggen. Door dit goed te doen zal de operator zijn materialen niet hoeven zoeken en kan hij de voorbereiding snel afmaken. Om ervoor te zorgen dat iedereen het op dezelfde logische manier doet is het nodig een checklist te maken van de activiteiten. Zodoende is deze stap
gewaarborgd en zal iedereen weten hoe het moet en hoe het niet moet.
29 http://lssacademy.com/2007/04/04/single-minute-exchange-of-dies-smed/
Figuur 38 Interne en externe stappen
Mars Nederland Lean lijn 12 Avans Hogeschool
90 De derde stap in het SMED-traject is het omvormen van interne
activiteiten naar externe activiteiten. Wanneer er een aantal interne activiteiten extern gemaakt kunnen worden zal de tijd dat de machine stil moet staan veel korter worden. Een voorbeeld hiervan is te vinden in de formule 1 sport. Wanneer de banden van een formule 1 wagen koud zijn kan de wagen niet op volle snelheid rijden. Normaal gesproken zou je zeggen dat het warm rijden van de banden pas kan gebeuren nadat de banden op de wagen zijn gezet. Dit gebeurt ook tijdens de opwarmronde aan het begin van een race. Wanneer de banden echter tijdens de race worden vervangen is hier geen tijd voor. De oplossing die hiervoor bedacht is, is dat de banden van tevoren zijn verwarmd. Zo kan de wagen meteen na het
verwisselen van de banden op volle snelheid het parcours over en is er veel tijd bespaart in de pitstop(omstellen). In figuur 4030 is te zien hoe de winst van deze stap te behalen is.
Stap 4 is het verbeteren van de interne omstel activiteiten. Na stap 3 zijn nog enkel de interne activiteiten over die echt niet extern gemaakt kunnen worden.
In deze stap moet naar elk van deze punten afzonderlijk gekeken worden. Bij elk punt moet dan de vraag gesteld worden of het niet makkelijker/efficiënter kan. De interne activiteiten van het ombouwen moeten gebeuren wanneer er geen productie is, dus zijn zij de meest belangrijke punten in het ombouwen. Stap 4 is dus een erg belangrijke stap in het SMED-traject. Een voorbeeld van een resultaat van deze stap is een kortere schroef, wanneer een schroef in 2 in plaats van 4 centimeter is zal het ook de helft van de tijd kosten om hem erin te draaien. Een ander voorbeeld is de locatie van een ombouwpunt veranderen. Wanneer er nu ver gelopen moet worden om bij een punt te komen zou hij eventueel op een andere locatie versteld kunnen worden, zodat de looptijd minder wordt. Een aantal voorbeelden van mogelijke verbeteringen zijn te zien in figuur 41.
De vijfde stap in het verbeteren van een ombouwproces is het efficiënter maken van de externe activiteiten. In stap 2 zijn veel externe activiteiten al gestandaardiseerd en wat verbeterd. In stap 3 zijn er echter nog activiteiten bijgekomen. Ook is er nog niet goed gekeken naar eventuele verbeteringen bij de externe activiteiten. Wanneer externe activiteiten lange tijd in beslag nemen wordt deze stap erg belangrijk. De machine kan namelijk
wel doordraaien, maar vaak is er tijdens het draaien niet genoeg tijd om materialen van ver te halen
30http://mdcegypt.com/Pages/Management%20Approaches/Lean%20enterprise/SMED/Six%20Steps%20in%20
a%20Change%20Over%20Improvement.asp
Figuur 40 Interne activiteiten extern maken
Figuur 41 Verbeteringen aan interne activiteiten
Mars Nederland Lean lijn 12 Avans Hogeschool
91 of veel tijd te besteden aan de voorbereiding. Een ander punt is dat wanneer de externe
voorbereiding gestructureerd gebeurd de interne activiteiten vaak ook sneller gaan, omdat alle spullen klaarliggen op logische plaatsen. Een voorbeeld hiervan is het aanleggen van een
“omstelkar”. Hierop kunnen alle materialen komen te liggen die nodig zijn voor het omstellen van de machine. Ook documenten kunnen hierop geplaatst worden. Verder is een kar handig voor
zwaardere materialen, deze kunnen namelijk naar de machine gereden worden en hoeven niet gedragen te worden door de operator. Een voorbeeld hiervan is te zien in figuur 42. Bij een grote ombouw is het nuttig om na stap 5 opnieuw het proces te gaan bekijken. Er kan dan van vooraf aan begonnen worden aan het SMED-traject om te kijken of er andere dingen zijn ontstaan die nog beter kunnen. Bij kleine ombouwen zal dit niet het geval zijn, omdat zij onderweg wel zouden zijn
opgevallen, maar bij grote onoverzichtelijke ombouwen kan het nog een lange tijd besparen.
Stap 6 van het SMED-proces is meestal een overbodige stap. Dit is namelijk een stap om het proces te automatiseren. Vaak is het ombouwen echter al genoeg verkort door het doorlopen van stap 1 t/m 5. Soms is het echter goed om het omstellen te automatiseren of een gedeelte van het omstellen te automatiseren. Een voorbeeld hiervan is te zien in figuur 4331, een CNC-machine die verschillende onderdelen op een draaischijf heeft staan. Elk van deze onderdelen wordt gebruikt voor één of meerdere producten en bij het ombouwen moeten de onderdelen verwisseld worden. Bij deze machine gaat dit echter automatisch omdat de draaischijf een andere kop voor de machine zet. Hiermee is het omstellen een stuk versneld, anders had een operator namelijk de gehele kop eraf moeten halen, weg moeten leggen, een andere moeten pakken en die erop zetten.
De laatste stap in het proces is een stap die meestal niet mogelijk is maar toch bekeken moet worden. In een ideale situatie zou er namelijk nooit omgesteld hoeven te worden. Deze stap is namelijk het bekijken of het omstellen niet weggelaten kan worden. Dit is echter zeer moeilijk te bewerkstelligen omdat de klant vaak verschillende producten vraagt. Om toch te proberen om het omstellen weg te halen moet gekeken worden naar het design proces. Als eerste kan bijvoorbeeld de nood om meerdere versies van een product te maken weggehaald worden. Wanneer een product gebruikt wordt als onderdeel van een ander product kan het ontwerpproces van het uiteindelijke product bekeken worden. Misschien kunnen een aantal versies van een onderdeel namelijk
bijeengevoegd worden tot één versie, waardoor er geen omstellen meer nodig is bij de fabrikant van het onderdeel. Een voorbeeld is het gebruiken van 1 soort schroef in plaats van verschillende soorten schroeven. Een ander proces wat bekeken kan worden is het productieproces zelf. Het zou namelijk kunnen dat ene mal door middel van een kleine aanpassing meerdere producten kan fabriceren, zodat er niet meer, of minder vaak, omgesteld hoeft te worden.
Stappenplan nummer 2 uitgelegd
31 http://www.ankinc.net/ankfiles/a1.htm
Figuur 43 Voorbeeld van een geautomatiseerd omstelproces
Mars Nederland Lean lijn 12 Avans Hogeschool
92 Het alternatieve stappenplan is net wat anders dat het stappenplan wat hierboven is beschreven. De stappen zien er als volgt uit:
1. Observe the current process
2. Categorize INTERNAL and EXTERNAL activities
3. When possible convert Internal activities into External activities 4. Make the remaining internal activities flow
5. Similar to step 4 we also need to optimize the external activities 6. Document the new procedure so it is repeatable and reproducible 7. Pursue perfection
Om het verschil straks duidelijk te kunnen maken wordt ook deze methode uitgelegd.
De eerste stap van deze methode is het observeren van het proces. Deze methode ziet het als aparte stap, omdat het één van de belangrijkste zaken is. Om het ombouwproces te veranderen is volledige kennis van het proces nodig. Dit is alleen te verkrijgen door het proces meerdere malen te
observeren. Een goede methode hierbij is het opnemen van het omstellen met een videocamera. Voor het opnemen van een video zijn een aantal regels van toepassing, deze zijn hieronder weergegeven32.
1. Krijg toestemming om te filmen van zowel de operator zelf als van zijn manager/teamleider. 2. Spreek met de operator en leg uit waarom je hem filmt. Hij zal dan een stuk minder
zenuwachtig worden omdat je dichter bij hem staat.
3. Blijf zelf op de plaats van het omstellen. Dit is nodig om bepaalde zaken goed te kunnen filmen, bijvoorbeeld door inzoomen. Wanneer een camera alleen is opgesteld en niet wordt bestuurd zal naderhand blijken dat sommige zaken beter gefilmd zouden kunnen worden. 4. Laat een collega operator filmen. Hierdoor zal de omsteller zelf minder zenuwachtig zijn,
aangezien een bekende hem filmt. Ook zal de filmer meer kennis van het project hebben, wat van pas kan komen bij het analyseren van de video.
5. Betrek de operator in de analyse. De operator heeft zelf de meeste kennis van het ombouwen, waardoor hij van pas kan komen bij het analyseren van de video. Hij kan de verschillende onderdelen van het ombouwen benoemen, maar komt vaak ook met goede ideeën.
6. Maak meerdere video’s. Wanneer er maar één video gemaakt wordt is er vaak een tekort aan informatie. Daarom is het belangrijk om meerdere video’s te maken. Ook is het een goed idee om de verschillende video’s van verschillende kanten te nemen. Hierdoor kan er een beter inzicht van het ombouwen ontstaan.
Na het filmen kan de video geanalyseerd worden, dit kan bijvoorbeeld door uit te schrijven wat de operator
precies doet. Hierbij kan ook de reden opgegeven worden waarom sommige dingen worden gedaan.
32 http://lssacademy.com/2009/01/14/5-tips-for-video-taping-others/
Mars Nederland Lean lijn 12 Avans Hogeschool
93 Een extra analyse die gemaakt kan worden is het opstellen van een “spaghettidiagram”, een plaatje met de looplijnen van de operator. Een voorbeeld van een spaghettidiagram is te zien in figuur 45. De tweede stap van deze methode is het opsplitsten van externe en interne activiteiten. Dit is eigenlijk dezelfde stap als de eerste stap in het vorige model. De stappen die gedaan moeten worden wanneer de machine stilstaat en de stappen die tijdens het draaien kunnen worden gesplitst in twee categorieën.
Stap 3 is dezelfde stap als de derde stap van de andere methode. Er wordt gekeken welke interne activiteiten eventueel extern kunnen worden. Hiermee wordt de stoptijd van de machine verkort. Stap 4 en 5 zijn het verbeteren van de interne en externe activiteiten van het ombouwen. Ook dit komt overeen met stap 4 en 5 van de andere methode. Hier worden verschillende activiteiten nader bekeken en wordt gekeken hoe het beter zou kunnen.
Stap 6 is echter wel een andere stap dan in de eerste methode. In dit stappenplan is stap 6 het documenteren van de nieuwe ombouw. Dit kan in eerste
instantie door een overzichtelijke lijst van de ombouwpunten te maken. Belangrijk is om hierbij aan te geven welke punten extern en welke intern uitgevoerd moeten worden. Ook is het belangrijk om de punten in de meest logische volgorde te zetten, hierbij kan het spaghettidiagram helpen. Hiermee is namelijk duidelijk te zien of de operator een pad dubbel loopt. Deze dubbele looppaden moeten weggewerkt worden door de looppaden logischer te maken. Een verbeterde versie van figuur 44 is te zien in
figuur 45. Een andere methode om de ombouw goed te documenteren is het maken van een
voorbeeld film. Hiermee kan een nieuwe operator snel leren om goed om te bouwen zodat er weinig cursussen nodig zijn. Ook 1 punts lessen zijn voor moeilijke ombouwpunten handig. Hierin wordt in één plaatje aangegeven hoe iets gedaan moet worden.
De laatste stap van deze methode is ervoor zorgen dat er verbeterd blijft worden. Wanneer een ombouwtijd bijvoorbeeld 2 uur is kan een doel van het voorgaande proces terugdringen naar 1 uur zijn. Het uiteindelijke doel is vaak lager, dus na het doorlopen van alle stappen kan het proces weer vooraf aan beginnen, zodat de omsteltijd nog korter wordt.
Verschillen
Het eerste verschil tussen de twee methodes is de eerste stap. Bij de tweede methode wordt veel meer aandacht gegeven aan het observeren van het project. Dit wordt als aparte eerste stap gezien,